储能用锂离子电池安全技术标准分析比较

锂电池及电池模块可能导致的危险包括起火、漏液、爆炸、电击、过热风险，在锂电池的设计、生产和使用过程中需采取安全防护措施，避免对人身和财产安全构成威胁。锂电池电能存储系统使用时，因电能容量巨大，可能会发生起火、爆炸等问题，需要通过强制性标准条款，来约束和保证锂离子电池产品的安全性。对于民用产品的锂电池关键部件，强制性国家标准的制定曾滞后于产品发展需求，出现了先发展后治理的被动局面，导致锂电池火灾事故频发，产生非常深刻的教训。

电化学的储能电站事故的直接起因，可能是绝缘、直流拉弧等其它方面的问题，锂电池不是事故的直接诱因，却是导致事故发展、扩大、失控的主要因素。因此在电化学锂离子储能电站的规划、设计、产品、施工、验收、运维等方面进行安全评价和管控，是非常有必要的。

安全规范主要提出安全要求应该以提供对人身和财产的安全保护为主，而不需要涉及性能和功能特性。从设计方案，优先考虑本质安全的锂电池，其次需要考虑设计和应用保护装置，减少和消除可能发生危险的可能性。

针对储能用的锂离子电池，正在实施的国家标准有强制标准ＧＢ４０１６５—２０２１《固定式电子设备用锂离子电池和电池组安全技术规范》、推荐标准ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０２３《电力储能用锂离子电池》。由工信部归口的储能电池安全的强制性国家标准ＧＢ４４２４０—２０２４《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》已于２０２４年７月２４日发布，并将于２０２５年８月１日正式实施。强制性标准是全国范围内的统一标准，必须强制执行，ＧＢ４４２４０—２０２４的标准将对行业产生重要影响。    

１标准的适用范围

工信部是我国锂离子电池行业主管部门，相关标准化工作由工信部锂离子电池及类似产品标准工作组负责，目前牵头发布了强制性标准ＧＢ４０１６５—２０２１《固定式电子设备用锂离子电池和电池组安全技术规范》和储能用锂离子电池的强制性国家标准ＧＢ４４２４０—２０２４《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》。中国电力企业联合会根据在电力储能系统中的特殊要求，牵头制定了推荐性国家标准ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０２３《电力储能用锂离子电池》。

由于国家标准和行业标准制定周期较长，更新较慢，储能相关社会团体组织也制定了多项团体标准，多种标准并行，构成了储能锂离子电池和电池组的安全标准体系。

以上三个标准，从各自的适用范围分析，ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０２３适应范围涉及更宽，可以    

涵盖所有的储能用锂电池。ＧＢ４４２４０—２０２４适应范围的锂电池组额定能量通常在１００ｋＷｈ以上，应用于大容量储能、大型ＵＰＳ、家庭储能、光伏系统等场景，ＧＢ４０１６５—２０２１适用范围的额定能量在１００ｋＷｈ及以下的电池组，应用于小容量的电子设备、通讯设备、小型ＵＰＳ、小型应急电源等。

２标准的术语定义

ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０２３的术语定义引用ＤＬ／Ｔ２５２８—２０２２电力储能基本术语，ＧＢ４０１６５—２０２１的术语定义来源是参考ＩＥＣ６２６１９：２０１７标准，ＧＢ４４２４０—２０２４的术语定义来源是参考ＩＥＣ６３０５６：２０２０标准。术语定义上相对还有差异，如单体术语不同，分别为电池单体、电池、锂蓄电池；电池簇术语不同，分别为电池簇、电池组系统、电池组系统；特别在电池包上的偏差，英文名称相同，中文名称分别为电池组、电池包，ＤＬ／Ｔ２５２８—２０２２未涉及。在相似标准之间术语上的差异，会造成行业交流过程中的理解偏差。    

３标准的测试要求

ＧＢ４０１６５—２０２１对电芯、电池组的安全工作参数、标识警示、关键元器件、电池电安全和环境安全、电池组环境安全和系统功能性安全等提出要求。规定了电池电安全试验３项：高温外部短路、过充电、强制放电；电池环境安全试验８项：低气压、温度循环、振动、加速度冲击、跌落、重物冲击／挤压、热滥用；电池组环境安全试验４项：温度循环、振动、加速度冲击、跌落；电池组系统功能性安全测试８项：过压充电、过流充电、欠压放电、过载控制、短路控制、反向充电、过热控制、静电控制。

ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０２３对电芯、电池模组、电池簇提出了安全测试的要求，在安全性能试

验上有电气性能试验６项：过放电、过充电、绝缘、耐压、过载、短路；机械性能试验３项：挤压、跌落、振动；环境性能试验４项：盐雾、交变湿热、高海拔绝缘、高海拔耐压；热性能试验３项：温升特性、热失控性能、热失控扩散；报警和保护功能试验１项。    

ＧＢ４４２４０—２０２４对电芯、电池组、电池组系统的安全工作参数、标识和警示、关键元器件、电池电安全和环境安全、电池组系统电安全等提出要求。规定了电池电安全试验３项：高温外部短路、过充电、强制放电；环境安全试验９项：低气压、温度循环、振动、加速度冲击、重物冲击、挤压、热滥用、跌落、浅刺（模拟内部短路）；电池组系统功能性安全测试４项：过压充电、过流充电、欠压放电、过热控制；其它安全测试７项。标准有浅刺的测试要求，这点延续了动力电池的测试方法，是比较严苛的测试要求。锂电池在电动汽车上的应用标准ＧＢ３８０３１—２０２０《电动汽车用动力用蓄电池安全要求》最新版本，已经删除了电池单体针刺的安全要求和试验方法。

４电芯的标准安全要求和测试

在标准试验名称用词上，标准之间的描述上有差异，ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０２３描述更便于理解测试的目的。在环境适应性上，ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０２３把高温、低温、高海拔初始充放电性能测试作为基本性能，没有作为安全的要求；对电芯没有加速度冲击、重物冲击的测试要求。在短路的测试上，ＧＢ／Ｔ４０１６５—２０２１和ＧＢ４４２４０—２０２４同时增加了高温条件的要求，测试环境的条件更加严酷；ＧＢ４４２４０—２０２４增加了浅刺（模拟内部短路）的要求，比ＧＢ／Ｔ４０１６５—２０２１和ＧＢ３６２７６—２０２３测试要求更严格。    

针刺试验只在ＧＢ４４２４０—２０２４涉及，该测试方法是一种用于评估锂离子电池在极端

条件下安全性能的测试方法。它通过使用钢针刺穿电池，模拟电池内部导电多余物引发的内部短路现象。针刺测试在评估锂离子电池安全性方面具有重要意义。它可以模拟极端情况下的锂离子电池表现，通过针刺测试发现的问题可以帮助制造商评估热失控风险并完善产品设计，进一步提高整个储能系统的安全性。    

５模组和系统标准安全要求和测试

ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０２３对电池模组和电池簇的系统测试试验功能分别提出了要求；ＧＢ４０１６５—２０２１、ＧＢ４４２４０—２０２４对电池组／电池组系统的测试要求进行了合并，如果电池组系统拆分为小的单元，准许单元代替电池组系统进行试验，生产厂家可以对单元增加电池组系统具有的功能。    

ＧＢ４０１６５—２０２１、ＧＢ４４２４０—２０２４对于一般安全提出了具体的要求，安全性需要从正常条件和可合理预见的误使用、滥用及故障条件两种条件下考虑；并提出了安全工作参数要求，规定了安全工作条件，包括温度范围、电压范围和电流范围等参数；要求系统具有标识和警示说明；对关键元器件提出基本要求、评定和试验要求；特别是安全工作参数的确认，为确保电池和电池组在不同条件下的使用安全，应规定其安全工作条件，包括温度范围、电压范围和电流范围等参数。而ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０２３没有做出安全方面的要求。

ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０２３对高海拔的绝缘和耐压也提出了具体的测试要求，其它的两个标准并未涉及。ＧＢ４４２４０—２０２４的电气绝缘检测，主要是提供运输和安装过程中的绝缘测试方法。ＧＢ４４２４０—２０２４的短路保护测试，主要目的是测试在运输和安装过程中出现短路后故障现场。

６测试样品的要求

ＧＢ４０１６５—２０２１对测试样品的数量要求：电池单体要求１８个、电池组／电池组系统要求１０个。每个试验项目的电池单体样品数量为３个，电池组样品为１个。

ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０２３对测试样品有如下要求。在数量方面，电池单体要求３３个、电池包要求１１个、电池簇要求１个。对样品的测试周期，电池单体、电池模块测试周期为２００个左右工作日；电池簇周期为２０个左右工作日。对样品的时效性要求是，试验样品出厂日期建议为试验开始前３个月以内。

ＧＢ４４２４０—２０２４对测试样品的要求主要包括以下几个方面：（１）样品的数量：电池单体要求２７个、电池组／电池组系统要求６个。每个试验项目的电池单体样品数量为３个，电池组样品为１个。（２）样品的时效性要求，被测试样品应是客户将要接受的产品的代表性样品，包括小批量试产样品或是准备向客户交货的产品，且生产后不超过６个月。并且对样品的容量、样品预处理要求（充放电循环）、安全要求、标识等也有要求。

为降低储能系统成本，锂电池储能呈现出大容量电芯和大容量电池包趋势。储能电芯从２８０Ａｈ升级到３１４Ａｈ，又继续升级到６２５Ａｈ、６２８Ａｈ、６８８Ａｈ等规格，循环寿命从３０００次、５０００次、８０００次提升至１００００多次；电池包从１６串、４８串、５２串升级到１０４串等。锂电池循环寿命延长，导致电池正常寿命测试的时间和经济成本加大。ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０２３要求电池单体和模块循环寿命测试１０００次，而当前市场上电池单体循环寿命超万次，１０００次循环测试无法准确反映衰减趋势和区分不同厂家电芯性能，１０００次循环测试时间周期超过６个月，因此研究循环寿命的快速测试和评估模型等方法，如大电流倍率、分区间测试、高温测试等，建立试验寿命与正常工况寿命联系以缩短测试时间很有意义。

７建议

储能电池在多种应用场景中的广泛应用，以及其实现技术和方法的高度复杂性，要求建立一套全面的安全标准体系，这一体系应涵盖安全规范、安全评估、应急响应措施、消防安全指南及配套工程标准等多个方面，以适应行业安全需求的持续发展。由于储能技术及其产品的快速迭代更新，相关规范与技术标准往往滞后于实际应用的步伐，导致当前储能领域的安全隐患依然显著。为了更有效地支持储能行业的健康发展，亟需加快储能安全相关标准的制定与修订工作。

储能行业及其监管机构应当积极倡导对于储能事故的公开探讨与分析，深入探究事故发生的根源，并全面归纳总结从中获得的经验教训。这些宝贵的经验应在相关标准的制定或修订过程中得到充分考虑，以防止类似事件再次发生。此外，还需加大对储能安全研究的支持力度，通过提供实际案例数据和经验来促进相关标准的建立和完善，进而加速这些标准的实际应用。

在储能型锂离子电池的发展过程中，需要不断提升产品技术水平，还需要依据强制性国家标准来实施行业准入、备案管理和强制认证等一系列监管措施。ＧＢ４４２４０—２０２４强制性国家标准不仅能够弥补我国在储能用锂离子电池领域缺乏强制性标准的不足，这将为后续的强制性管理活动提供必要的技术支撑，还能够为企业生产和销售以及市场监管部门的工作提供明确的技术指导。因为ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０２３是电力部门主导的标准，且要求比ＧＢ４４２４０

—２０２４更全面，所以在电力系统使用的储能系统应满足这个标准的要求。ＧＢ４４２４０—２０２４和ＧＢ／Ｔ３６２７６—２０２３的两个标准，在安全的要求上，标准内容重复较多，增加了企业产品认证难度，建议后续标准的修订，对安全的要求集中到其中一个标准，有利于测试认证的标准要求统一。

鉴于对高安全性能储能用锂离子电池的需求，在确保产品符合强制性标准的前提下，可以采取全面的认证模式：包括型式试验、质量管理体系评定及后续监督检查，这种认证方式被广泛应用于我国强制性产品的监管中。针对储能用锂离子电池的生产主体，建议实施强制性的备案与准入管理机制。这意味着所有安装使用的储能用锂离子电池都必须通过国家授权检测机构依据相关强制标准进行合格认证。同时，相关行业管理部门应加强对这些标准执行情况的随机抽查，并从多个角度强化监管措施，以此来提高储能用锂离子电池产品的安全性。